ENEM 2024 · questão 123

Química · combustão · poluição atmosférica · leitura de gráfico

Um dos agentes que mais contribui para a poluição do ar é o automóvel a combustão interna. Em áreas urbanas, isso é demonstrado dramaticamente pela fumaça fotoquímica, resultante da interação entre óxidos de nitrogênio, hidrocarbonetos e luz solar, para formar produtos de oxidação, que causam irritação aos olhos, ao aparelho respiratório e danos às plantas. As condições de operação de motores a combustão, como a razão da mistura ar/combustível no cilindro, influenciam na composição dos gases lançados pelo escapamento na atmosfera. O gráfico ilustra a variação nas composições dos principais gases, dióxido de carbono (CO₂), hidrocarbonetos (HC), monóxido de carbono (CO), monóxido de nitrogênio (NO) e oxigênio molecular (O₂), emitidos por um motor a gasolina, em diferentes razões ar/combustível, em massa. RANGEL, M. C.; CARVALHO, M. F.A. Impacto dos catalisadores automotivos no controle da qualidade do ar. Química Nova, v. 26, 2003 (adaptado). Na condição de razão ar/combustível igual a 18, haverá uma emissão

O que a prova mostra

Gráfico de linhas com dois eixos verticais.

Eixo da esquerda: O₂, CO, CO₂ (% volume), marcado de 0 a 14, de 2 em 2.
Eixo da direita: NO (10³ vppm), HC como C₆ (10² vppm), marcado de 0 a 7.
Eixo horizontal: Razão ar/combustível (massa/massa), de 10 a 20, de 1 em 1. Abaixo dele, uma seta dupla com Deficiência à esquerda e Excesso à direita.
Uma linha tracejada vertical em cerca de 14,7, rotulada no alto Razão estequiométrica ar/combustível.

Cinco curvas, cada uma rotulada e com uma setinha indicando a qual eixo pertence. Os valores abaixo são aproximados, lidos pela grade:

CO₂ (azul-escura, eixo da esquerda): sobe de cerca de 7, em 10, até um máximo de cerca de 14 perto da tracejada, e depois cai devagar, chegando a cerca de 12 em 19.
CO (verde, eixo da esquerda): começa em cerca de 12, em 10, e cai rápido, chegando a zero por volta de 15; fica em zero daí para a frente.
HC (vermelha, eixo da direita): começa em cerca de 7, em 10, e cai, passando por cerca de 3,7 em 15; tem um mínimo de cerca de 1,1 perto de 18 e volta a subir, chegando a cerca de 1,6 em 19,5.
NO (laranja, eixo da direita): começa quase em zero, sobe até um máximo de cerca de 3,5 entre 16 e 17 e depois cai, chegando a cerca de 1 em 20.
O₂ (azul-clara, eixo da esquerda): fica quase em zero até cerca de 14 e depois sobe continuamente, chegando a cerca de 5,5 em 19,5.

Fonte impressa: RANGEL, M. C.; CARVALHO, M. F. A. Impacto dos catalisadores automotivos no controle da qualidade do ar. Química Nova, v. 26, 2003 (adaptado).

A
baixa de O₂ e alta de NO
B
baixa de NO e alta de HC
C
baixa de CO e alta de CO₂
D
baixa de HC e alta de CO
E
baixa de CO₂ e alta de HC

Resposta: C

Com razão ar/combustível 18 há ar de sobra: a combustão é completa, o CO cai a zero e o CO₂ fica alto, perto de 13%.

Por que a C é a certa

No gráfico, a razão 18 está à direita da linha tracejada da razão estequiométrica, na região de excesso de ar. Ali, a curva do CO já chegou a zero (ela zera por volta de 15) e a do CO₂ está alta, entre 12% e 14%, perto do seu máximo. Faz sentido químico: com oxigênio sobrando, o carbono queima por completo e vira CO₂, em vez de parar no CO. Emissão baixa de CO e alta de CO₂.

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combustão completa e incompletaleitura de gráfico com dois eixos

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